태양계 안에 블랙홀이 난무한다면 어떤 일이 벌어질지 상상해 보자.
태양계 외곽에 이상한 것이 나돌고 있다고 한다. 그것은 거대하고 신비로운 행성일 수도 있고, 혹은 블랙홀일 수도 있다고 한다.
이 블랙홀은 얼마나 클까. 우리의 태양계에 미치는 영향은 어떨까. 그리고 만약 지구에 너무 가까이 간다면 어떤 일이 일어날까?
해왕성 바깥쪽으로 작고 차가운 물체가 태양을 공전하고 있다. 이들을 해왕성 외천체(trans-Neptunianobjects, TNOs)라고 한다. 그리고 이 TNOs는 이상하게 형성된 궤도 패턴을 보인다. 이런 패턴은 자체적으로 생기는 것이 아니라 무언가가 그렇게 하는 것이다.
그것이 무엇이든 그 무엇은 적어도 지구보다 17배는 무거워야 하고 해왕성보다 태양에서 10배 이상 멀어야 한다. 이것이 미스터리한 제9의 행성일까.
지금까지는 TNOs 궤도를 어지럽히는 제9의 행성에 대한 어떠한 증거도 발견되지 않았다. 그러나 과학자들은 또 다른 가능한 가설을 제시했다.
이 가설은 인류에게 문제를 일으킬 수 있다. 만약 제9의 행성이 아닌 행성 규모의 블랙홀이라면 어떻게 될까!?
행성 규모의 블랙홀을 그려보면 당신은 아마도 그 경로상의 모든 것을 삼켜버리는 거대한 공허를 상상할 수도 있다. 그러나 이 규모의 블랙홀은 크기가 작다.
모든 질량이 자몽 크기의 공간으로 압축되어 매우 밀도가 높아질 것이다. 물론 이보다 큰 크기의 블랙홀도 있다. 항성 블랙홀은 우리 태양 질량의 10배에서 24배의 질량을 가진다.
그것들은 매우 흔하며 우리 은하만 천만 개에서 10억 개가 있다.
만약 우리의 태양이 블랙홀로 전환된다면 그것은 대략 5.8km의 지름을 가질 것이다. 이렇게 되면 지구에는 심각한 문제가 되지만…우선 이 문제는 제쳐두고 원래의 문제, 태양의 끝에 있는 작은 블랙홀 문제로 돌아가자.
그것은 작다. 그러나 해왕성 밖의 천체의 궤도를 어지럽히기에 충분한 질량이다. 그래도 그렇게 먼 곳에서 고정된 궤도에서 태양을 공전하는 블랙홀은 우리의 일상에는 아무런 영향이 없다.
블랙홀의 궤도가 불안정하다면? 그럼 만약 블랙홀의 궤도가 조금 불안정하다면 어떻게 될지 상상해 보자.
블랙홀의 극단적인 성질은 물체가 사건의 지평선(eventhorizon) 근처에 있을 때만 나타난다. 사건의 지평선이란 블랙홀 바깥쪽 경계로 그 안에서는 중력이 끌어당기는 것이 빛의 속도보다 빨라 아무것도 빠져나가지 못한다. 이는 돌아올 수 없는 지점(point of noreturn)이라고도 불린다.
이런 특정 블랙홀이 지구에 위협을 가하려면 그 중력이 훨씬 강해져야 한다. 이 작은 블랙홀이 우리 태양계 전체의 행성을 끌어당길 정도로 강하다고 상상해 보자.
그러면 이 강한 인력과 약간의 궤도 불안정성으로 인해 주변 행성을 하나씩 집어삼킬 수 없는 엄청난 중력 괴물이 탄생하게 될 것이다. 행성과 소행성이 사건의 지평선에 가까워짐에 따라 그것들은 원자 수준으로 작게 찢기면서 한 점으로 압축돼 빨려들 것이다.
지구에서는 해왕성, 천왕성, 토성, 목성이 차례로 사라지는 것을 보게 될 것이다. 그리고 결국 화성이 가버렸고 그 다음은 지구다.
블랙홀이 가까워지면 지구는 팽창할 것이며, 이로 인해 지구 전체에 거대한 지진, 화산 폭발, 쓰나미가 발생할 것이다.
만약 이때까지도 어떻게든 운 좋게 살아남았다 하더라도 종말은 멀지 않았다. 지구가 블랙홀에 가까워짐에 따라 모든 것이 끌어당겨져 쭉쭉 뻗어나갈 것이다. 이 과정을 스파게티화(spaghettification)라고 한다.
행성이 스파게티 면처럼 쑥쑥 자라 블랙홀로 빨려 들어가는 과정의 상상도. Credit : ESO / M. Kornmesser
아마 사건의 지평선 가까이 가기 훨씬 전에 당신은 이미 돌아가셨을 것이다. 그 결과 지구는 이 작은 중력 몬스터에 빨려들어 아무것도 남지 않게 될 것이다. 뭐, 지구라는 것이 존재했다는 약간의 잔해는 남아 있을지도 모른다.
그러나 이런 사건은 한순간에 일어나지 않는다. 2013년 과학자들은 목성보다 14배에서 30배 무거운 행성이 블랙홀로 삼켜지는 것을 관측했다. 이 전체 과정은 2~3개월 정도의 기간이 걸렸다.
I, 다행히도 먼 작은 물체는 태양의 공전 궤도를 수십억 년 동안 안정적으로 돌고 있다. 그러니 이런 상상은 기우일 것이다. 그러나 만약 태양계의 다른 행성, 달, 그리고 소행성에 변화가 발견되기 시작한다면 그것은 뭔가 위험한 일이 일어나고 있다는 징후일 수 있다.
- – Peter, whatifshow.com
- 참고 자료 “WhatIfPlanetNine IsABaby BlackHole?”.2021.livescience.com. “PlanetX”. 2021. NASA Solar System Exploreration.”. “Neptune FactSheet”. 2021. nssdc.gsfc.nasa.gov.”Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto.”. science.org.”Why Doesn’t The Black Hole In The Middle Of Of Our Galaxything?”
- ▷ 기사 원문 링크
- https://www.youtube.com/watch?v=N3KLklzM4Rcwhatifshow.com▷네이버 과학관련 포스트 더보기
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